Johns Hopkins-holdet udvikler en geléagtig robot drevet af temperatur

Forskere ved Johns Hopkins University har udviklet en geléagtig robot, der kan kravle og kun er drevet af temperaturændring og en innovativ design. Den nye robot hjælper med at bringe højere niveauer af intelligens til feltet soft robotics.

Forskningsresultaterne er offentliggjort i Science Robotics.

David Gracias er hovedforfatter på forskningen og professor i kemisk og biomolekylær ingeniørvidenskab ved Johns Hopkins.

“Det ser meget simpelt ud, men dette er et objekt, der bevæger sig uden batterier, uden ledninger, uden en ekstern strømforsyning af nogen art – kun på grund af geléens svelling og sammenlægning”, sagde Gracias. “Vores studie viser, hvordan manipulation af form, dimensioner og mønster på geléen kan justere morfologien til at inkorporere en form for intelligens for lokomotion.”

Nye og fremvoksende robotteknologier

Udviklingen af robotter af blødere materialer udgør en barrierer i søgen efter menneske-lignende robotter samt biologiske anvendelser. Traditionelle robotter er primært lavet af metal- og plasticrammer, der mangler den fleksibilitet, der er nødvendig for at manøvrere let og simulere almindelige menneskelige bevægelser.

Fremvoksende teknologier forsøger at justere og udvikle disse materialer for at ligne menneskelige dele mere nøjagtigt, men det er stadig et område, der kan forbedres væsentligt. En overgang til blødere materialer, sandsynligvis med en mere mekanisk basis, kan åbne døre for biomedicinske fremskridt. Samarbejdende robotteknologier mellem forskellige discipliner er nøglen til at gøre dette muligt.

Vand-baserede geléer

En af de mest lovende materialer, der bruges til soft robotics, er vand-baserede geléer, som forskere har demonstreret kan svulme eller sammenlægge i respons til temperatur og kan bruges til at skabe intelligente strukturer. Johns Hopkins-holdet viste for første gang, hvordan svulmen og sammenlægningen af disse geléer kan manipuleres for at få robotter til at bevæge sig på flade overflader eller til at få dem til at kravle i bestemte retninger.

Gel-robotterne blev skabt ved hjælp af 3D-printning, og holdet siger, at de ville være lette at masseproducere. Der er mange potentielle anvendelser, såsom at bevæge sig på overflader gennem det menneskelige legeme for at levere målrettet medicin. De kunne også fungere som marine robotter ved at overvåge og patruljere havoverfladen.

Gracias ønsker nu at træne gel-robotterne til at kravle i respons til variationer i menneskelige biomarkører og biokemiske stoffer, samt teste andre former og inkorporere kameraer og sensorer på deres kroppe.